Book/Report

FZJ-2019-00118

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Aufbau einer UHV Kombination von Rasterelektronen- und Rastertunnelmikroskop : lokale Untersuchung der Austrittsarbeit an definierten Oberflächen

Birkner, A. (Corresponding author)FZJ*

1994
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21122

Report No.: Juel-2993

Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit wurde em Ultrahochvakuum-System bestehend aus einer Präparationskammer mit angeschlossener Probenschleuse und einer Analysenkammer mit einer REM/RTM-Kombination geplant und aufgebaut. Der Transport der Proben in den Kammern wird mit zwei Transferstangen realisiert; die Probenhalter sind so gestaltet, daß die Proben im Manipulator durch direkten Stromdurchfluß geheizt werden können. Für die REM/RTM-Kombination wurden sowohl ein neues UHV-Rastertunnelmikroskop wie auch ein UHV-tauglicher Probentisch für das Rasterelektronenmikroskop entwickelt. Eine RTM-Neukonstrukticn für die Arbeit in Verbindung mit einem REM muß eine Reihe von Anforderungen erfüllen. So ist auf ein Dampfungssystem für das RTM zugunsten der Auflösung des REM ganz zu verzichten. Darüber hinaus ist die Zugänglichkeit des untersuchten Probenortes für den Elektronenstrahl gleichermaßen zu gewährleisten wie einausreichender Zugriff des SE-Detektors. Mit dem neu konstruierten UHV-RTM wird trotz des Verzichts auf'eine zusätzliche Dampfung auf den untersuchten Systemen HOPG, Silizium(111) und Gold auf Silizium (111) atomare Auflösung erreicht. Die laterale Auflösung des REM mit Feldemissionselektronenquelle beträgt in dieser Kombination 15nm bei einem festen Arbeitsabstand von 20mm. Der Kammerdruck bei Betrieb des REM ist kleiner als 2 $\cdot$10$^{-10}$ mbar, womit ein wichtiges Ziel für dieses Hybridgerät erreicht wurde. Das REM erwies sich in dieser Kombination als sehr nützlich bei der Positionierung der Tunnelspitze an bestimmten Orten der Probe. Darüber hinaus ermöglicht das REM eine Kontrolle des Annäherungsprozesses der Tunnelspitze sowie der Gestalt der Tunnelspitze vor und nach einer RTM-Messung. Die Ausbeute verschmutzungsfreier polykristalliner und auch <111>-orientierter Wolframspitzen mit geeigneter geornetrischer Struktur für das REM/RTM-Hybridgerät konnte durch Optimierung des elektrolytischen Herstellungsprozesses und die Nachbehandlung in einer neu aufgebauten Hochvakuumglühapparatur erhoht werden. Die guten Voraussetzungen zur Schichtherstellung in der Präparationskammer werden nicht zuletzt durch einen Kühlschild geschaffen, der bei einem Aufdampfprozeß im Bereich der Verdampfungsquellen ein unnötiges Aufheizen der Kammerwandungen verhindert. Die Funktionsfähigkeit des Präparationsystems wird mit der Herstellung von 7 x 7-rekonstruierten Silizium(111)-Oberflächen, der Si(111)5 x 1Au-Überstruktur und der Si(111)$\sqrt{3}$ x $\sqrt{3}$R30$^\circ$ Au-Überstruktur bestätigt, die jeweils durch LEED-Experimente und RTM-Messungen in den Kapiteln 5 und 6 charakterisiert werden konnten. In Abschnitt 6.3 wird ein Meßverfahren zur Bestimmung der Austrittsarbeit mit dem Rastertunnelmikroskop beschrieben, rnit dem sich lokal die Austrittsarbeit einer Probe bestimmen läßt. Die Meßergebnisse auf HOPG, Si(111)7 x 7 und auf einer Monolage Gold auf Si(111) ergeben jeweils lokal bestimmte Austrittsarbeiten, die mit denen absoluter, mittelnder Verfabren wie der Feldemission, der Thermoemission und der Photoemission übereinstimmen.Hierdurch ist die Voraussetzung geschaffen, gezielt Veränderungen der Austrittsarbeit zu untersuchen, die durch lokale Defekte verursacht werden.

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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